Принцип невизначеності

Зазвичай поняття невизначеності, або неточності, ми пов’язуємо з точністю вимірювань. Будь-яке вимірювання, проведене над фізичним об’єктом, обмежено у своїй точності. Точність еталонів метра не перевищує ± 10-7 м, ваги – ± 10-7 кг, часу – ± 10-8с. Точність вимірювань завжди буде мати природний абсолютний нижня межа, незважаючи на вдосконалення техніки.
Співвідношення між межами точності одночасного визначення різних величин носить назву співвідношення невизначеностей. Воно було сформульовано Вернером Гейзенбергом в 1925 р Згідно з принципом невизначеності:
Δх ×? Р = h,
де Δх – ширина отвору, через який пролітає частинка,
? Р – бічний імпульс, т. Е. Величина, що відображає відхилення частинки;
h – 6.6 x 10-34 Дж / с – постійна Планка.
Формулювання закону:
Координата і імпульс мікрочастинки ніколи не можуть бути визначені з будь-якою точністю.
Чим точніше визначається координата частинки (т. Е. Чим менше ширина отвору), тим менш точно можна одночасно виміряти її імпульс (по суті швидкість).
Принцип невизначеності застосуємо до мікротелам. Наприклад, щоб визначити координату протона, можна направити на нього світлові промені. Висновок про місцезнаходження протона можна зробити за характером відбитих від протона світлових хвиль. Проте одночасно швидкість точно визначити не можна, т. К. При попаданні на протон світлових хвиль швидкість його руху зміниться або ж він почне рухатися у разі початкового стану спокою. Якщо ж нам необхідно точно визначити швидкість, ми повинні відмовитися від точного знання координат протона.
Чи можна застосувати цей принцип до макротела? Візьмемо як приклад макротела легковий автомобіль. Припустимо, що він рухається по сусідній з нами дорозі зі швидкістю 50 км / год. В даному випадку ми можемо одночасно визначити швидкість і координату автомобіля. Припустимо, що поруч з нами знаходиться співробітник автоінспекції, якого зацікавила величина швидкості автомобіля. Наявний у нього радіолокатор визначає необхідну величину швидкості по хвилях, спрямованим на автомобіль.
Коли радіолокаційний сигнал потрапляє на автомобіль, а потім відбивається від нього, сам автомобіль отримує деякий (хоча і дуже маленький) імпульс. Якщо сигнал потрапляє на автомобіль ззаду, останній дещо прискорює свій рух. Насправді це прискорення мізерно мало і їм можна знехтувати. Точність визначення швидкості і координати об’єкта макрорівня заснована на можливості знехтувати енергіями і імпульсами використовуваних сигналів.
Таким чином, на макрорівні організації матерії принцип невизначеності також діє. Однак невизначеність набагато менше розміру атома, тому їм можна знехтувати.

Посилання на основну публікацію